守军惊慌失措，处境就像两千多年后被德军迂回了马奇诺防线的法国人一样无助。居鲁士的部队渡河南下后，很快抵达了他们的第一个目标——与米底长城防线隔河呼应的欧比斯城。这座城市是巴比伦人防御长墙防线侧翼的一个重要据点。由于担心波斯军队绕开这里，守军主动出城迎战。
之后发生的欧比斯战役，成为了一场一边倒的屠杀。巴比伦军队以传统的亚述军阵布置，用战车和轻骑兵掩护侧翼，利用重步兵的中心突破来击穿对方防线。但笨重的战车很快就遭到波斯与米底骑兵的夹击，并被迅速击败。掩护战车的轻骑兵也被伊朗铁骑们杀得四分五裂。波斯步兵的各种中远程火力，成功压制了巴比伦人。当轻步兵被击溃后，坚持作战的重步兵纵队就陷入了波斯各族部队的包围。纵然有重甲和大盾牌的护卫，也无法在体力消耗后继续维持严密的队形。
最终，欧比斯城的守军主力被屠杀殆尽。米底长墙的侧翼防御被彻底击溃，整段工事上的守军都成了瓮中之鳖。那波尼德随即下令全军从北方撤退，自己则带着主力军队北上救援。居鲁士则成功越过底格里斯河，同仆从军们汇合，迅速向南追击。
但巴比伦军队的反应速度还是超出了居鲁士的估计。在那波尼德率领的主力军队赶到后，他们又在南方的西帕尔附近建立了第二道防线。守军用就地挖掘的泥土，迅速构筑了一条新的临时长墙，并用挖掘出的壕沟作为掩护。居鲁士只得再次进行迂回作战，在留下仆从军进行仰攻后，带着最精锐的部队渡过幼发拉底河，直接杀向巴比伦主城。
公元前539年秋末，波斯军队准备包围世界第一大城市——巴比伦。然而，他们很快发现这座横跨幼发拉底河两岸的雄伟城市，实在是太大了。波斯军队有限的兵力根本不足以完成包围任务。尽管那波尼德将大量军队带去了北部防线，但留在城内的守军和临时动员起来的民兵，数量上依然多过波斯人的快速前进分队。更何况，巴比伦本身的防御设计在当时堪称最佳。
在波斯人拿下巴比伦城后的一个世纪，古希腊历史学者希罗多德曾拜访过这座威名远播的大城。当时的巴比伦虽然已经因为屡次反叛而被波斯人拆除了防御设施，但留下的巨大遗址仍然让希罗多德惊叹不已。整座城市以一个巨大的正方形